基于VC 和MATLAB 的RFID 标签自动识别系统

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于VC和MATLAB的RFID标签自动识别系统陈霞河海大学，江苏南京（225009）Email：chenxiayzzsjc@163.com摘要：随着ISO/IEC18000-6C空中接口协议逐渐在RFID领域发挥主导作用，如何识别RFID电子标签并验证符合ISO/IEC18000-6C协议成为一个关系到RFID应用效果的重要问题，而标签测试与识别的速率决定了应用系统的优劣，因此，开发RFID标签自动识别系统具有深远的意义。本文基于MATLAB

2、和VC，给出了自动识别符合ISO/IEC18000-6C空中接口协议标准的标签的方法，并将实际测试结果与手动系统测试结果进行对照，体现出RFID标签自动测试系统的优越性和发展的必然趋势。关键词：ISO/IEC18000-6C；标签；VC；MATLAB；自动测试中图分类号：TP274+.21引言进入21世纪以来，无线通信技术飞速发展。伴随着物联网的出现，射频识别（RFID）技术在生产和应用领域发挥着越来越重要的作用。随着EPCGlobal与ISO组织达成共识，[1]并将EPCClass1Gen2规范采纳为I

3、SO/IEC18000-6C标准，目前，ISO/IEC18000-6C协议已经成为RFID业界广泛支持和采用的标准之一，它的制定推动了RFID技术应用的进一步全球化。由于ISO/IEC18000-6C协议在RFID领域的重要作用，市场上大多数生产厂家开发的读写器和标签产品符合该协议要求，符合ISO/IEC18000-6C协议的标签都能够被标准的读写器信号识别。但是，如何验证标签能对ISO/IEC18000-6C协议规定的标准读写器信号[2]产生响应却是一个复杂的问题。首先，目前的读写器一般都不具备多协议解

4、析能力，也无法在多个频率下进行工作，因此，要对标签能否对不同调制方式和频率的读写器信号响应进行判断首先需要产生参数能够任意配置的仿真读写器信号；其次，根据ISO/IEC协议的规定，每个标签都对应一个用于存储信息的ID号，然而，标签的信号比较微弱，一般的频谱分析仪等设备可能无法识别，更加无法解析标签的ID号。由于以上两方面问题的存在，对读写器信号仿真与标签信号自动识别系统的设计提出了更高的要求，开发新型的标签自动识别与测试系统具有重要的意义。任何一个系统出现之前都可以首先通过仿真进行研究，利用MATLAB的

5、Simulink功能可[3,4][5]以对RFID进行系统仿真，并模仿标签读写器的通信过程。以往的这些仿真虽然能够清晰的呈现RFID技术的应用过程，但是，却不能真实地展现RFID设备的射频通信过程。同时，这种系统级别的仿真无法实现对真实标签进行识别和ID信息的采集。本文依据数字调制理论，充分发挥MATLAB强大的信号处理功能，产生仿真读写器信号，该信号完全符合ISO/IEC18000-6C协议规范标准。同时利用AgilentMATLABAssistant，结合信号发生器E4438C的射频信号加载功能，就可

6、以得到参数可以任意配置的读写器信号。另一方面，标签信号强度十分微弱，而且，通过频谱分析仪采集的标签信号有时候十分不规则，采用MATLAB对信号进行离线分析，不仅准确地识别标签的信号，而且弥补了频谱分析仪无法识别凌乱的标签信号的不足。2规范的ISO/IEC18000-6C协议RFID信号根据ISO/IEC18000-6C协议，RFID读写器和标签的信号具有不同的数据编码格式，读-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn写器数据采用PIE（PulseIntervalEncoding）

7、编码，如图1所示，Tari是读写器和标签信号的参考时间间隔，并且代表读写器编码0的时间长度，高电平代表传输的连续波形，低电平代表被削弱的连续波形，图1当中对编码0和编码1都有具体的时间标准规定，不能超出1%的容许量。PIE编码的特点在于编码信息中已含时间同步信息，不需额外的同步脉冲。同样，标签数据的编码方式包括FM0编码、Miler编码等，本文研究标签信号为FM0编码的系统，如图2所示，图2（a）表示标签的0和1信号分别对应两种状态，而图2（b）表示标签信号的状态转换图。1.5Tari≤data-1≤2.

8、0TariTari0.5Tari≤x≤TariPWPWdata-0data-1图1PIE编码图2FM0编码编码方式决定标签和读写器的通信信息内容，而调制方式决定信号的波形，在本系统研[6,7]究的RFID系统中，均采用ASK调制方式，即幅移键控方式。调制公式如下：u(t)=(m⋅u(t)+1−m)⋅u(t)ASKCodeCRu(t)u(t)u(t)其中，ASK为调制后信号，Code为待调制编码信号，CR为载波信号，m为调制深度